CN109443584A - 矿井采空区自然发火测温系统及测温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种矿井采空区自然发火测温系统及测温方法，测温系统包括测温装置和保护装置；所述测温装置包括对应信号连接的第一矿用隔爆型温度数显仪、第一测温电缆组和第一测温探头组以及对应信号连接的第二矿用隔爆型温度数显仪、第二测温电缆组和第二测温探头组；所述保护装置包括两条保护通道，该两条保护通道对应套设在两束测温电缆组的外侧，而矿井采空区自然发火测温方法均通过在矿井中对该测温系统进行适当的布置实现，本发明通过在测温电缆外设置保护装置，加强了测温电缆的抗砸性、抗拉性和阻燃性，进而提高了测温系统的利用效率。
Description
技术领域
本发明属于煤矿井下防灭火技术领域，尤其是涉及一种矿井采空区自然发火测温系统及测温方法。
背景技术
煤矿井下采空区自然发火是威胁矿井安全生产的重要灾害之一，由于其火源位置隐蔽，影响因素众多，给井下防灭火工作带来了极大困难。为了更加精确地掌握采空区温度分布状况及其动态变化规律，从而正确划分采空区“三带”，在井下建立实时监测采空区温度变化的测温系统是非常有必要的。但由于井下条件复杂，对测温系统的各方面性能都有严格的要求。即使测温电缆自身在满足较高的抗砸性、抗拉性、阻燃性等特征的情况下，沿矿井运输巷、回风巷及采空区的布置的测温电缆都必须采用更为先进合理的保护系统，而现有的技术方案中都未提及有效的保护措施。采空区岩块的掉落、以及巷道作业都会使电缆受到损伤，为了保证测温系统正常工作，必须采取一些保护措施，对电缆进行保护。并且，采空区温度监测距离一般超过数百米，距离变化大，现有的技术方案费时费力，很难实现连续监测，测温效果较差。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种矿井采空区自然发火测温系统及测温方法，通过在测温电缆外设置保护装置，加强了测温电缆的抗砸性、抗拉性和阻燃性，进而提高了测温系统的利用效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种矿井采空区自然发火测温系统，包括测温装置和保护装置；
所述测温装置包括第一矿用隔爆型温度数显仪、第二矿用隔爆型温度数显仪、第一测温电缆组、第二测温电缆组、第一测温探头组和第二测温探头组；
第一测温电缆组和第二测温电缆组中的测温电缆数目相同，且至少一个；
第一测温探头组和第二测温探头组的测温探头数目与对应的第一测温电缆组和第二测温电缆组中的测温电缆数目相同；
第一矿用隔爆型温度数显仪通过第一测温电缆组中的测温电缆与所述第一测温探头组中对应的测温探头信号连接；
第二矿用隔爆型温度数显仪通过第二测温电缆组中的测温电缆与所述第二测温探头组中对应的测温探头信号连接；
所述保护装置包括两条保护通道，所述第一测温电缆组为一束，所述第二测温电缆组为一束，该两条保护通道对应套设在两束测温电缆组的外侧。
进一步的，所述保护通道由多节钢管通过钢管转接头连接而成或由多节槽钢通过上下交错覆盖而成。
进一步的，所述第一测温探头组包括第一测温探头和第二测温探头，第一测温电缆组包括第一测温电缆和第二测温电缆，所述第一测温探头和第二测温探头设置在靠近矿井进风巷末尾的采空区内，所述第二测温探头组包括第三测温探头和第四测温探头，第二测温电缆组包括第三测温电缆和第四测温电缆，所述第三测温探头和第四测温探头设置在靠近矿井回风巷末尾的采空区内。
进一步的，所述保护装置还包括第一高压油管组、第二高压油管组、第一多通接头和第二多通接头；
所述第一高压油管组中的高压油管与第一测温电缆组中的测温电缆数目相同，并对应套设在第一测温电缆组中对应测温电缆的外侧，该第一高压油管组通过第一多通接头与套设在第一测温电缆组外侧的保护通道的末端连接；
所述第二高压油管组中的高压油管与第二测温电缆组中的测温电缆数目相同，并对应套设在第二测温电缆组中对应的测温电缆的外侧，该第二测温电缆组通过第二多通接头与套设在第二测温电缆组外侧的保护通道末端连接。
进一步的，所述第一高压油管组包括第一高压油管和第二高压油管，第二高压油管组包括第三高压油管和第四高压油管；
第一多通接头为第一三通接头，第二多通接头为第二三通接头；
所述第一高压油管和第二高压油管分别套设在第一测温电缆和第二测温电缆的外侧，且该第一高压油管和第二高压油管通过第一三通接头与套设在第一测温电缆和第二测温电缆外侧的保护通道的末端连接；
所述第三高压油管和第四高压油管分别套设在第三测温电缆和第四测温电缆的外侧，且该第三高压油管和第四高压油管通过第二三通接头与套设在第三测温电缆和第四测温电缆外侧的保护通道末端连接。
进一步的，所述第一测温探头和第二测温探头设置在靠近矿井进风巷末尾(即下隅角一侧)的采空区内，其与矿井进风巷末端的垂直距离分别为10m、30m，所述第三测温探头和第四测温探头设置在靠近矿井回风巷末尾(即上隅角一侧)的采空区内，其与矿井回风巷末端的垂直距离分别为10m、30m。
进一步的，所述第一高压油管、第二高压油管、第三高压油管和第四高压油管的直径为38mm，第一高压油管、第三高压油管长度为10m，第二高压油管、第四高压油管长度为30m。
进一步的，所述第一测温探头包括探头、线缆、保护外壳和钢丝弹簧管；
所述探头固定在所述保护外壳内，且该探头的前端由保护外壳的前端伸出，并与外界接触；
所述钢丝弹簧管的一端固定在所述保护外壳的后端，并与该保护外壳内连通；
所述线缆一端与所述探头信号连接，另一端穿过保护外壳及钢丝弹簧管向外伸出。
进一步的，所述第二测温探头、第三测温探头和第四测温探头与第一测温探头结构相同。
进一步的，所述探头为铂热电阻。
进一步的，所述保护通道由多节钢管通过钢管转接头连接而成。
进一步的，每节所述钢管直径为50mm，且每节钢管长度为3m。
进一步的，所述第一测温探头、第二测温探头、第三测温探头和第四测温探头均埋设在矿井液压支架的后方。
进一步的，所述保护通道由多节槽钢通过上下交错覆盖而成，该槽钢的接头处通过铁丝加牢。
进一步的，每节所述槽钢长1.2m，内宽8cm。
进一步的，所述第一测温探头、第二测温探头、第三测温探头和第四测温探头均埋设在矿井液压支架之间的间隙内。
一种基于矿井采空区测温系统的综采放顶煤矿井采空区自然发火测温方法，包括以下步骤：
(Ⅰ)在进风巷和回风巷的起始端分别设置第一矿用隔爆型温度数显仪和第二矿用隔爆型温度数显仪；
(Ⅱ)将第一测温电缆组在保护装置的套设保护下铺设在进风巷及采空区中，使得第一测温电缆组末端的第一测温探头组埋设在靠近矿井进风巷末尾的采空区内，同时将第二测温电缆组在保护装置的套设保护下铺设在回风巷及采空区中，使得第二测温电缆组末端的第二测温探头组埋设在靠近矿井回风巷末尾的采空区内，且将第一测温电缆组的起始端与第一矿用隔爆型温度数显仪信号连接，将第二测温电缆组的起始端与第二矿用隔爆型温度数显仪信号连接；
(Ⅲ)工作人员读取第一矿用隔爆型温度数显仪和第二矿用隔爆型温度数显仪数据。
进一步的，所述步骤(Ⅰ)中的进风巷和回风巷的起始端可以是进风巷和回风巷距离采煤工作面100m及以上的位置。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中的保护装置包括由多节钢管通过钢管转接头连接而成的两条保护通道以及对应于第一测温电缆组和第二测温电缆组数目的第一高压油管组第二高压油管组，且两条保护通道铺设在进风巷和回风巷内，第一高压油管组对应套设在第一测温电缆组中测温电缆的外侧，并通过第一多通接头与进风巷末尾的保护通道连接，第二高压油管组对应套设在第二测温电缆组中测温电缆的外侧，并通过第二多通接头与回风巷末尾的保护通道连接。
进一步的，所述第一测温电缆组包括第一测温电缆和第二测温电缆，第二测温电缆组包括第三测温电缆和第四测温电缆，第一高压油管组包括第一高压油管和第二高压油管，第二高压油管组包括第三高压油管和第四高压油管，第一多通接头为第一三通接头，第二多通接头为第二三通接头。
第一高压油管和第二高压油管分别套设在第一测温电缆和第二测温电缆的外侧，并通过第一三通接头与进风巷末尾的保护通道连接，第三高压油管和第四高压油管分别套设在第三测温电缆和第四测温电缆的外侧，并通过第二三通接头与回风巷末尾的保护通道连接。
进一步的，每节所述钢管直径为50mm，且每节钢管长度为3m。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中，第一测温探头和第二测温探头设置在靠近矿井进风巷末尾(即下隅角)的采空区内，其与矿井进风巷末端的垂直距离分别为10m、30m；第三测温探头和第四测温探头设置在靠近矿井回风巷末尾(即上隅角)的采空区内，其与矿井回风巷末端的垂直距离分别为10m、30m。
进一步的，所述第一高压油管、第二高压油管、第三高压油管和第四高压油管的直径为38mm，第一高压油管、第三高压油管长度为10m，第二高压油管、第四高压油管长度为30m。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中的第一测温探头包括探头、线缆、保护外壳和钢丝弹簧管；
所述探头固定在所述保护外壳内，且该探头的前端由保护外壳的前端伸出，并与外界接触；
所述钢丝弹簧管的一端固定在所述保护外壳的后端，并与该保护外壳内连通；
所述线缆一端与所述探头信号连接，另一端穿过保护外壳及钢丝弹簧管向外伸出。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中的第二测温探头、第三测温探头和第四测温探头与第一测温探头结构相同。
进一步的，所述探头为铂热电阻。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中的第一测温探头、第二测温探头、第三测温探头和第四测温探头均埋设在矿井液压支架的后方。
一种基于矿井采空区测温系统的综采工作面矿井采空区自然发火测温方法，包括以下步骤：
(a)在矿井液压支架之间埋设第一测温探头组和第二测温探头组；
(b)将第一测温探头组对应通过具备一定长度富余量的第一测温电缆组与第一矿用隔爆型温度数显仪信号连接，同时将第二测温探头组对应通过具备一定长度富余量的第二测温电缆组与第二矿用隔爆型温度数显仪信号连接，且第一测温电缆组和第二测温电缆组的铺设部分以及位于其末端的第一测温探头组和第二测温探头组由保护装置覆盖后再由碎煤掩盖；
(c)将第一矿用隔爆型温度数显仪和第二矿用隔爆型温度数显仪设置在矿井液压支架上，同时将第一测温电缆组和第二测温电缆组中测温电缆的富余长度盘好挂在矿井液压支架的后端；
(d)随着采煤工作面的推进，及时将第一测温电缆组和第二测温电缆组放出充裕的长度，并在推进矿井液压支架后，将第一测温电缆组和第二测温电缆组的增加长度由保护装置覆盖后由碎煤掩盖；
(e)工作人员实时读取第一矿用隔爆型温度数显仪和第二矿用隔爆型温度数显仪上的矿井采空区温度数据。
进一步的，所述步骤(b)中的保护装置包括由多节槽钢通过上下交错覆盖而成的两条保护通道，该槽钢的接头处通过铁丝加牢。
进一步的，每节所述槽钢长1.2m，内宽8cm。
进一步的，所述步骤(a)中的第一测温探头包括探头、线缆、保护外壳和钢丝弹簧管；
所述探头固定在所述保护外壳内，且该探头的前端由保护外壳的前端伸出，并与外界接触；
所述钢丝弹簧管的一端固定在所述保护外壳的后端，并与该保护外壳内连通；
所述线缆一端与所述探头信号连接，另一端穿过保护外壳及钢丝弹簧管向外伸出。
进一步的，所述步骤(a)中的第二测温探头、第三测温探头和第四测温探头与第一测温探头结构相同。
进一步的，所述探头为铂热电阻。
相对于现有技术，本发明所述的矿井采空区自然发火测温系统及测温方法具有以下优势：
(1)本发明所述的矿井采空区自然发火测温系统及测温方法，通过在测温电缆外设置保护装置，加强了测温电缆的抗砸性、抗拉性和阻燃性，进而提高了测温系统的利用效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的矿井采空区自然发火测温系统原理示意图；
图2为本发明实施例所述的综采放顶煤矿井采空区自然发火测温方法中测温系统的布置示意图；
图3为本发明实施例所述的保护装置结构示意图；
图4为本发明实施例所述的综采工作面矿井采空区自然发火测温方法中测温系统布置示意图；
图5为本发明实施例所述的综采工作面矿井采空区自然发火测温方法中矿用隔爆型数显仪及测温电缆在液压支架间的安装示意图；
图6为本发明实施例所述的综采工作面矿井采空区自然发火测温方法中保护装置的槽钢交错覆盖示意图；
图7为本发明实施例所述的测温探头结构示意图。
附图标记说明：
1-第一矿用隔爆型温度数显仪；2-第一测温电缆；3-第二测温电缆；4-第一测温探头；5-第二测温探头；6-第二矿用隔爆型温度数显仪；7-第三测温电缆；8-第四测温电缆；9-第三测温探头；10-第四测温探头；11-钢管；12-钢管转接头；13-第一三通接头；14-第一高压油管；15-第二高压油管；A-进风巷；B-回风巷；C-煤层；D-采煤工作面；E-采空区；F-液压支架；G-下隅角；H-上隅角。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种矿井采空区自然发火测温系统，包括测温装置和保护装置；
所述测温装置包括第一矿用隔爆型温度数显仪1、第二矿用隔爆型温度数显仪6、第一测温电缆组、第二测温电缆组、第一测温探头组和第二测温探头组；
第一测温电缆组和第二测温电缆组中的测温电缆数目相同，且至少一个；
第一测温探头组和第二测温探头组的测温探头数目与对应的第一测温电缆组和第二测温电缆组中的测温电缆数目相同；
第一矿用隔爆型温度数显仪1通过第一测温电缆组中的测温电缆与所述第一测温探头组中对应的测温探头信号连接；
第二矿用隔爆型温度数显仪6通过第二测温电缆组中的测温电缆与所述第二测温探头组中对应的测温探头信号连接；
所述保护装置包括两条保护通道，所述第一测温电缆组为一束，所述第二测温电缆组为一束，该两条保护通道对应套设在两束测温电缆组的外侧。
进一步的，所述第一测温探头组包括第一测温探头4和第二测温探头5，第一测温电缆组包括第一测温电缆2和第二测温电缆3，所述第一测温探头4和第二测温探头5设置在靠近矿井进风巷末尾的采空区内，所述第二测温探头组包括第三测温探头9和第四测温探头10，第二测温电缆组包括第三测温电缆7和第四测温电缆8，所述第三测温探头9和第四测温探头10设置在靠近矿井回风巷末尾的采空区内。
进一步的，所述保护装置还包括第一高压油管组、第二高压油管组、第一多通接头和第二多通接头；
所述第一高压油管组中的高压油管与第一测温电缆组中的测温电缆数目相同，并对应套设在第一测温电缆组中对应测温电缆的外侧，该第一高压油管组通过第一多通接头与套设在第一测温电缆组外侧的保护通道的末端连接；
所述第二高压油管组中的高压油管与第二测温电缆组中的测温电缆数目相同，并对应套设在第二测温电缆组中对应的测温电缆的外侧，该第二测温电缆组通过第二多通接头与套设在第二测温电缆组外侧的保护通道末端连接。
进一步的，所述第一高压油管组包括第一高压油管14和第二高压油管15，第二高压油管组包括第三高压油管和第四高压油管；
第一多通接头为第一三通接头13，第二多通接头为第二三通接头
所述第一高压油管14和第二高压油管15分别套设在第一测温电缆2和第二测温电缆3的外侧，且该第一高压油管14和第二高压油管15通过第一三通接头13与套设在第一测温电缆2和第二测温电缆3外侧的保护通道的末端连接；
所述第三高压油管和第四高压油管分别套设在第三测温电缆7和第四测温电缆8的外侧，且该第三高压油管和第四高压油管通过第二三通接头与套设在第三测温电缆7和第四测温电缆8外侧的保护通道末端连接。
进一步的，所述第一测温探头4和第二测温探头5设置在靠近矿井进风巷A末尾(即下隅角G)的采空区E内，其与矿井进风巷A末端的垂直距离分别为10m、30m，所述第三测温探头9和第四测温探头10设置在靠近矿井回风巷B末尾(即上隅角H)的采空区E内，其与矿井回风巷B末端的垂直距离分别为10m、30m。
进一步的，所述第一高压油管14、第二高压油管15、第三高压油管和第四高压油管的直径为38mm，第一高压油管14、第三高压油管长度为10m，第二高压油管15、第四高压油管长度为30m。
进一步的，所述第一测温探头4包括探头、线缆、保护外壳和钢丝弹簧管；
所述探头固定在所述保护外壳内，且该探头的前端由保护外壳的前端伸出，并与外界接触；
所述钢丝弹簧管的一端固定在所述保护外壳的后端，并与该保护外壳内连通；
所述线缆一端与所述探头信号连接，另一端穿过保护外壳及钢丝弹簧管向外伸出。
进一步的，所述第二测温探头5、第三测温探头9和第四测温探头10与第一测温探头4结构相同。
进一步的，所述探头为铂热电阻。
进一步的，所述保护通道由多节钢管11通过钢管转接头12连接而成。
进一步的，每节所述钢管11直径为50mm，且每节钢管11长度为3m。
进一步的，所述第一测温探头4、第二测温探头5、第三测温探头9和第四测温探头10均埋设在矿井液压支架F的后方。
进一步的，所述保护通道由多节槽钢通过上下交错覆盖而成，该槽钢的接头处通过铁丝加牢。
进一步的，每节所述槽钢长1.2m，内宽8cm。
进一步的，所述第一测温探头4、第二测温探头5、第三测温探头9和第四测温探头10均埋设在矿井液压支架F之间的间隙内。
本发明所述的矿井采空区测温系统，通过在矿井中预埋测温探头，并且通过钢管和高压油管或槽钢将测温电缆保护起来，实现了测温探头自动检测矿井采空区内自然发火时的温度，并将温度信号通过测温电缆传输至矿用隔爆型温度数显仪上，方便工作人员查看，且通过钢管和高压油管或槽钢覆盖测温电缆，增加了测温电缆的抗砸性、抗拉性和阻燃性，进而提高了测温系统的利用效率。
一种基于矿井采空区测温系统的综采放顶煤矿井采空区自然发火测温方法，包括以下步骤：
(Ⅰ)在进风巷A和回风巷B的起始端分别设置第一矿用隔爆型温度数显仪1和第二矿用隔爆型温度数显仪6；
(Ⅱ)将第一测温电缆组在保护装置的套设保护下铺设在进风巷A及采空区E中，使得第一测温电缆组末端的第一测温探头组埋设在靠近矿井进风巷A末尾的采空区E内，同时将第二测温电缆组在保护装置的套设保护下铺设在回风巷B及采空区E中，使得第二测温电缆组末端的第二测温探头组埋设在靠近矿井回风巷B末尾的采空区E内，且将第一测温电缆组的起始端与第一矿用隔爆型温度数显仪1信号连接，将第二测温电缆组的起始端与第二矿用隔爆型温度数显仪6信号连接；
(Ⅲ)工作人员读取第一矿用隔爆型温度数显仪1和第二矿用隔爆型温度数显仪6数据。
进一步的，所述步骤(Ⅰ)中的进风巷A和回风巷B的起始端可以是进风巷A和回风巷B距离采煤工作面100m及以上的位置。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中的保护装置包括由多节钢管通过钢管转接头连接而成的两条保护通道以及对应于第一测温电缆组和第二测温电缆组数目的第一高压油管组第二高压油管组，且两条保护通道铺设在进风巷A和回风巷B内并延伸至采空区内部，，第一高压油管组对应套设在第一测温电缆组中测温电缆的外侧，并通过第一多通接头与进风巷A末尾的保护通道连接，第二高压油管组对应套设在第二测温电缆组中测温电缆的外侧，并通过第二多通接头与回风巷B末尾的保护通道连接。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中的第一测温探头组包括第一测温探头4和第二测温探头5，第一测温电缆组包括第一测温电缆2和第二测温电缆3，所述第二测温探头组包括第三测温探头9和第四测温探头10，第二测温电缆组包括第三测温电缆7和第四测温电缆8；
所述第一高压油管组包括第一高压油管14和第二高压油管15，第二高压油管组包括第三高压油管和第四高压油管；
第一多通接头为第一三通接头13，第二多通接头为第二三通接头
所述第一高压油管14和第二高压油管15分别套设在第一测温电缆2和第二测温电缆3的外侧，且该第一高压油管14和第二高压油管15通过第一三通接头13与套设在第一测温电缆2和第二测温电缆3外侧的保护通道的末端连接；
所述第三高压油管和第四高压油管分别套设在第三测温电缆7和第四测温电缆8的外侧，且该第三高压油管和第四高压油管通过第二三通接头与套设在第三测温电缆7和第四测温电缆8外侧的保护通道末端连接。
进一步的，每节所述钢管11直径为50mm，且每节钢管11长度为3m，用于适应井下巷道坡度等地形变化，便于将测温电缆穿过去进行保护。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中，第一测温探头4和第二测温探头5设置在靠近矿井进风巷A末尾(即下隅角G一侧)的采空区E内，其与矿井进风巷A末端的垂直距离分别为10m、30m；第三测温探头9和第四测温探头10设置在靠近矿井回风巷B末尾(即上隅角H一侧)的采空区E内，其与矿井回风巷B末端的垂直距离分别为10m、30m。
进一步的，所述第一高压油管14、第二高压油管15、第三高压油管和第四高压油管的直径为38mm，第一高压油管14、第三高压油管长度为10m，第二高压油管15、第四高压油管长度为30m，高压油管具有比较良好的柔韧性，同样可以适应井下复杂地形的变化，尤其采空区条件极为复杂，使用钢管是行不通的，只有柔韧性好，且抗砸性、抗压性高的高压油管等材料才能更加便于拽进后刮板与采空区之间的空隙，达到保护测温电缆的目的。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中的第一测温探头4包括探头、线缆、保护外壳和钢丝弹簧管；
所述探头固定在所述保护外壳内，且该探头的前端由保护外壳的前端伸出，并与外界接触；
所述钢丝弹簧管的一端固定在所述保护外壳的后端，并与该保护外壳内连通；
所述线缆一端与所述探头信号连接，另一端穿过保护外壳及钢丝弹簧管向外伸出。
该测温探头具有很高的抗砸性、防水性、阻燃性等特点。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中的第二测温探头5、第三测温探头9和第四测温探头10与第一测温探头4结构相同。
进一步的，所述探头为铂热电阻。
进一步的，所述步骤(Ⅱ)中的第一测温探头4、第二测温探头5、第三测温探头9和第四测温探头10均埋设在矿井液压支架F的后方。
由于采空区内部条件极为复杂，正常情况是是很难人为进去布置过多测温观测点的，因此我们有必要选取一些最易发生遗煤自然发火的点布点观测。根据实验室数值模拟结果，采煤工作面上隅角H、下隅角G的位置冒落煤岩的孔隙大、漏风量大，此处的遗煤最容易发生氧化自燃，氧浓度和温度的变化大。因此在距矿井进风巷10m和30m处各布置一个测温探头，在距矿井回风巷10m，和30m处各布置一个测温探头是有效可行的。
需要注意的是，高压油管不能过长，最好每节不超过10米，以10米为例，第一高压油管和第三高压油管均包括一节10米的高压油管，而第二高压油管和第四高压油管均包括三节依次连接的10米高压油管，以避免测温电缆不好穿进管内。
本发明所述的综采放顶煤矿井采空区自然发火测温方法，通过在采煤工作面的液压支架后预埋测温探头的方式，适用于综采放顶煤煤层的采煤工作面，由于放顶煤煤层的采煤工作面后刮板的存在，使得采空区与液压支架之间有足够的空间可以把测温探头从两者之间伸进去埋在合适的位置，这种测温方法将所有的测温电缆一次性保护起来，日后工作中只需每天记录温度表数据即可，易于管理，节省了大量人力物力，提高了采煤效率，也有效预防了采空区危险的发生。
一种基于矿井采空区测温系统的综采工作面矿井采空区自然发火测温方法，包括以下步骤：
(a)在矿井液压支架F之间埋设第一测温探头组和第二测温探头组；
(b)将第一测温探头组对应通过具备一定长度富余量的第一测温电缆组与第一矿用隔爆型温度数显仪1信号连接，同时将第二测温探头组对应通过具备一定长度富余量的第二测温电缆组与第二矿用隔爆型温度数显仪6信号连接，且第一测温电缆组和第二测温电缆组的铺设部分以及位于其末端的第一测温探头组和第二测温探头组由保护装置覆盖后再由碎煤掩盖；
(c)将第一矿用隔爆型温度数显仪1和第二矿用隔爆型温度数显仪6设置在矿井液压支架F上，同时将第一测温电缆组和第二测温电缆组中测温电缆的富余长度盘好挂在矿井液压支架F的后端；
(d)随着采煤工作面的推进，及时将第一测温电缆组和第二测温电缆组放出充裕的长度，并在推进矿井液压支架F后，将第一测温电缆组和第二测温电缆组的增加长度由保护装置覆盖后由碎煤掩盖；
(e)工作人员实时读取第一矿用隔爆型温度数显仪1和第二矿用隔爆型温度数显仪6上的矿井采空区温度数据。
对于将测温电缆放出充裕的长度，是为了使得测温电缆在放线、顺线、移架等过程中都要尽可能的使其处于松弛状态，以免被拉断。并且，每天对测温电缆的放线要在移动液压支架之前进行，每次放线不宜太多，避免电缆线堆积。最后，对测温电缆线及束管采取槽钢保护，然后用碎煤掩盖槽钢。如图6所示，测温电缆和束管用长1.2m，内宽8cm的两条槽钢上下交错覆盖加以保护，接头处用铁丝加牢防止断裂。这样随着液压支架的前移，测温电缆不断被埋入，采空区内测温探头距工作面也越来越远，从而得到距工作面不同深度的采空区温度变化数据。
进一步的，所述步骤(a)和步骤(b)中的第一测温探头组包括第一测温探头4和第二测温探头5，第一测温电缆组包括第一测温电缆2和第二测温电缆3，所述第二测温探头组包括第三测温探头9和第四测温探头10，第二测温电缆组包括第三测温电缆7和第四测温电缆8。
进一步的，所述步骤(b)中的保护装置包括由多节槽钢通过上下交错覆盖而成的两条保护通道，该槽钢的接头处通过铁丝加牢。
进一步的，每节所述槽钢长1.2m，内宽8cm。
进一步的，所述步骤(a)中的第一测温探头4包括探头、线缆、保护外壳和钢丝弹簧管；
所述探头固定在所述保护外壳内，且该探头的前端由保护外壳的前端伸出，并与外界接触；
所述钢丝弹簧管的一端固定在所述保护外壳的后端，并与该保护外壳内连通；
所述线缆一端与所述探头信号连接，另一端穿过保护外壳及钢丝弹簧管向外伸出。
进一步的，所述步骤(a)中的第二测温探头5、第三测温探头9和第四测温探头10与第一测温探头4结构相同。
进一步的，所述探头为铂热电阻。
这种测温探头的布置方式不适宜采用钢管和高压油管保护，因此一般采用槽钢进行保护。并且，由于一般的综采工作面液压支架后被采空区垮落的岩石填满，这种情况下，测温探头不能从液压支架后面伸进去，所以只能采用这种边采煤边保护测温电缆的测温布线方案。
本发明的测温系统通过保护装置的保护铺设在矿井中，提升了测温电缆的抗砸性能，且该测温系统在综采放顶煤矿井中利用钢管和高压油管保护测温电缆，在一般综采工作面矿井中，利用交错覆盖的槽钢对测温电缆进行保护，既利用了矿井的开采特点适宜调整保护装置，节省了人力物力，又实现了对矿井安全的实时监控，提高了采煤效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种矿井采空区自然发火测温系统，其特征在于：包括测温装置和保护装置；
所述测温装置包括第一矿用隔爆型温度数显仪、第二矿用隔爆型温度数显仪、第一测温电缆组、第二测温电缆组、第一测温探头组和第二测温探头组；
第一测温电缆组和第二测温电缆组中的测温电缆数目相同，且至少一个；
第一测温探头组和第二测温探头组的测温探头数目与对应的第一测温电缆组和第二测温电缆组中的测温电缆数目相同；
第一矿用隔爆型温度数显仪通过第一测温电缆组中的测温电缆与所述第一测温探头组中对应的测温探头信号连接；
第二矿用隔爆型温度数显仪通过第二测温电缆组中的测温电缆与所述第二测温探头组中对应的测温探头信号连接；
所述保护装置包括两条保护通道，所述第一测温电缆组为一束，所述第二测温电缆组为一束，该两条保护通道对应套设在两束测温电缆组的外侧。
2.根据权利要求1所述的矿井采空区自然发火测温系统，其特征在于：所述保护通道由多节钢管通过钢管转接头连接而成或由多节槽钢通过上下交错覆盖而成。
3.根据权利要求1所述的矿井采空区自然发火测温系统，其特征在于所述第一测温探头组包括第一测温探头和第二测温探头，第一测温电缆组包括第一测温电缆和第二测温电缆，所述第一测温探头和第二测温探头设置在靠近矿井进风巷末尾的采空区内，所述第二测温探头组包括第三测温探头和第四测温探头，第二测温电缆组包括第三测温电缆和第四测温电缆，所述第三测温探头和第四测温探头设置在靠近矿井回风巷末尾的采空区内。
4.根据权利要求1所述的矿井采空区自然发火测温系统，其特征在于：所述保护装置还包括第一高压油管组、第二高压油管组、第一多通接头和第二多通接头；
所述第一高压油管组中的高压油管与第一测温电缆组中的测温电缆数目相同，并对应套设在第一测温电缆组中对应测温电缆的外侧，该第一高压油管组通过第一多通接头与套设在第一测温电缆组外侧的保护通道的末端连接；
所述第二高压油管组中的高压油管与第二测温电缆组中的测温电缆数目相同，并对应套设在第二测温电缆组中对应的测温电缆的外侧，该第二测温电缆组通过第二多通接头与套设在第二测温电缆组外侧的保护通道末端连接。
5.根据权利要求1所述的矿井采空区自然发火测温系统，其特征在于：所述第一测温探头包括探头、线缆、保护外壳和钢丝弹簧管；
所述探头固定在所述保护外壳内，且该探头的前端由保护外壳的前端伸出，并与外界接触；
所述钢丝弹簧管的一端固定在所述保护外壳的后端，并与该保护外壳内连通；
所述线缆一端与所述探头信号连接，另一端穿过保护外壳及钢丝弹簧管向外伸出；
所述第二测温探头、第三测温探头和第四测温探头与第一测温探头结构相同。
6.一种基于上述权利要求1-5中任意一项权利要求所述的矿井采空区自然发火测温系统的综采放顶煤矿井采空区自然发火测温方法，包括以下步骤：
(Ⅰ)在进风巷和回风巷的起始端分别设置第一矿用隔爆型温度数显仪和第二矿用隔爆型温度数显仪；
(Ⅱ)将第一测温电缆组在保护装置的套设保护下铺设在进风巷及采空区中，使得第一测温电缆组末端的第一测温探头组埋设在靠近矿井进风巷末尾的采空区内，同时将第二测温电缆组在保护装置的套设保护下铺设在回风巷及采空区中，使得第二测温电缆组末端的第二测温探头组埋设在靠近矿井回风巷末尾的采空区内，且将第一测温电缆组的起始端与第一矿用隔爆型温度数显仪信号连接，将第二测温电缆组的起始端与第二矿用隔爆型温度数显仪信号连接；
(Ⅲ)工作人员读取第一矿用隔爆型温度数显仪和第二矿用隔爆型温度数显仪数据。
7.根据权利要求6所述的综采放顶煤矿井采空区自然发火测温方法，其特征在于：所述步骤(Ⅰ)中的进风巷和回风巷的起始端可以是进风巷和回风巷距离采煤工作面100m及以上的位置。
8.根据权利要求6所述的综采放顶煤矿井采空区自然发火测温方法，其特征在于：所述步骤(Ⅱ)中的保护装置包括由多节钢管通过钢管转接头连接而成的两条保护通道以及对应于第一测温电缆组和第二测温电缆组数目的第一高压油管组和第二高压油管组，且两条保护通道铺设在进风巷和回风巷内并延伸至采空区内部，第一高压油管组对应套设在第一测温电缆组中测温电缆的外侧，并通过第一多通接头与进风巷末尾的保护通道连接，第二高压油管组对应套设在第二测温电缆组中测温电缆的外侧，并通过第二多通接头与回风巷末尾的保护通道连接。
9.一种基于上述权利要求1-5中任意一项权利要求所述的矿井采空区自然发火测温系统的综采工作面矿井采空区自然发火测温方法，包括以下步骤：
(a)在矿井液压支架之间埋设第一测温探头组和第二测温探头组；
(b)将第一测温探头组对应通过具备一定长度富余量的第一测温电缆组与第一矿用隔爆型温度数显仪信号连接，同时将第二测温探头组对应通过具备一定长度富余量的第二测温电缆组与第二矿用隔爆型温度数显仪信号连接，且第一测温电缆组和第二测温电缆组的铺设部分以及位于其末端的第一测温探头组和第二测温探头组由保护装置覆盖后再由碎煤掩盖；
(c)将第一矿用隔爆型温度数显仪和第二矿用隔爆型温度数显仪设置在矿井液压支架上，同时将第一测温电缆组和第二测温电缆组中测温电缆的富余长度盘好挂在矿井液压支架的后端；
(d)随着采煤工作面的推进，及时将第一测温电缆组和第二测温电缆组放出充裕的长度，并在推进矿井液压支架后，将第一测温电缆组和第二测温电缆组的增加长度由保护装置覆盖后由碎煤掩盖；
(e)工作人员实时读取第一矿用隔爆型温度数显仪和第二矿用隔爆型温度数显仪上的矿井采空区温度数据。
10.根据权利要求9所述的综采工作面矿井采空区自然发火测温方法，其特征在于：所述步骤(b)中的保护装置包括由多节槽钢通过上下交错覆盖而成的两条保护通道，该槽钢的接头处通过铁丝加牢。
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